Anvendelse af α-aluminiumoxid i nyealuminiumoxidkeramik
Selvom der findes mange forskellige nye keramiske materialer, kan de groft opdeles i tre kategorier efter deres funktioner og anvendelser: funktionel keramik (også kendt som elektronisk keramik), strukturel keramik (også kendt som teknisk keramik) og biokeramik. I henhold til de forskellige anvendte råmaterialekomponenter kan de opdeles i oxidkeramik, nitridkeramik, boridkeramik, hårdmetalkeramik og metalkeramik. Blandt disse er aluminiumoxidkeramik meget vigtig, og råmaterialet er α-aluminiumoxidpulver med forskellige specifikationer.
α-aluminiumoxid anvendes i vid udstrækning i produktionen af forskellige nye keramiske materialer på grund af dets høje styrke, høje hårdhed, høje temperaturbestandighed, slidstyrke og andre fremragende egenskaber. Det er ikke kun et pulverråmateriale til avanceret aluminiumoxidkeramik såsom integrerede kredsløbssubstrater, kunstige ædelsten, skæreværktøjer, kunstige knogler osv., men kan også bruges som fosforbærer, avancerede ildfaste materialer, specielle slibematerialer osv. Med udviklingen af moderne videnskab og teknologi udvides anvendelsesområdet for α-aluminiumoxid hurtigt, og markedsefterspørgslen stiger også, og dets perspektiver er meget brede.
Anvendelse af α-alumina i funktionel keramik
Funktionel keramikhenviser til avancerede keramikkeramikprodukter, der bruger deres elektriske, magnetiske, akustiske, optiske, termiske og andre egenskaber eller deres koblingseffekter til at opnå en bestemt funktion. De har flere elektriske egenskaber såsom isolering, dielektriske, piezoelektriske, termoelektriske, halvleder-, ionledningsevne og superledningsevne, så de har mange funktioner og ekstremt brede anvendelser. I øjeblikket er de vigtigste, der er blevet taget i praktisk brug i stor skala, isolerende keramik til integrerede kredsløbssubstrater og emballage, isolerende keramik til tændrør til biler, dielektrisk keramik til kondensatorer, der er meget anvendt i fjernsyn og videooptagere, piezoelektrisk keramik med flere anvendelser og følsom keramik til forskellige sensorer. Derudover bruges de også til lysudstrålende rør til højtryksnatriumlamper.
1. Tændrørsisoleringskeramik
Tændrørsisolerende keramik er i øjeblikket den eneste største anvendelse af keramik i motorer. Fordi aluminiumoxid har fremragende elektrisk isolering, høj mekanisk styrke, høj trykmodstand og termisk stødmodstand, er aluminiumoxidisolerende tændrør meget udbredt i verden. Kravene til α-aluminiumoxid til tændrør er almindelige lavnatrium α-aluminiumoxid mikropulvere, hvor natriumoxidindholdet er ≤0,05% og den gennemsnitlige partikelstørrelse er 325 mesh.
2. Integrerede kredsløbssubstrater og emballagematerialer
Keramik, der anvendes som substratmaterialer og emballagematerialer, er bedre end plast i følgende aspekter: høj isoleringsmodstand, høj kemisk korrosionsbestandighed, høj forsegling, forebyggelse af fugtindtrængning, ingen reaktivitet og ingen forurening af ultrarent halvledersilicium. Egenskaberne for α-aluminiumoxid, der kræves til integrerede kredsløbssubstrater og emballagematerialer, er: termisk udvidelseskoefficient 7,0 × 10⁻⁶/℃, termisk ledningsevne 20-30 W/K·m (stuetemperatur), dielektricitetskonstant 9-12 (IMHZ), dielektricitetstab 3~10⁻⁴ (IMHZ), volumenmodstand > 10⁻¹⁹-10⁻¹Ω·cm (stuetemperatur).
Med den høje ydeevne og høje integration af integrerede kredsløb stilles der strengere krav til substrater og emballagematerialer:
Efterhånden som chippens varmeudvikling stiger, kræves der en højere varmeledningsevne.
Med beregningselementets høje hastighed kræves en lav dielektricitetskonstant.
Den termiske udvidelseskoefficient skal være tæt på silicium. Dette stiller højere krav til α-aluminiumoxid, dvs. den udvikler sig i retning af høj renhed og finhed.
3. Højtryksnatriumlyslampe
Fin keramikLavet af ultrafin aluminiumoxid af høj renhed som råmateriale har egenskaber som høj temperaturbestandighed, korrosionsbestandighed, god isolering, høj styrke osv. og er et fremragende optisk keramisk materiale. Transparent polykrystallinsk lavet af aluminiumoxid af høj renhed med en lille mængde magnesiumoxid, iridiumoxid eller iridiumoxidtilsætningsstoffer, og fremstillet ved atmosfæresintring og varmpresningsintring, kan modstå korrosionen fra højtemperaturnatriumdamp og kan bruges som højtryksnatriumlysudstrålende lamper med høj belysningseffektivitet.
Anvendelse af α-aluminiumoxid i strukturel keramik
Som uorganiske biomedicinske materialer har biokeramiske materialer ingen toksiske bivirkninger sammenlignet med metalmaterialer og polymermaterialer og har god biokompatibilitet og korrosionsbestandighed med biologisk væv. De er blevet i stigende grad værdsat af mennesker. Forskningen og den kliniske anvendelse af biokeramiske materialer har udviklet sig fra kortvarig udskiftning og fyldning til permanent og fast implantation, og fra biologiske inerte materialer til biologisk aktive materialer og flerfasede kompositmaterialer.
I de senere år, porøsaluminiumoxidkeramiker blevet brugt til at fremstille kunstige skeletled, kunstige knæled, kunstige lårbenshoveder, andre kunstige knogler, kunstige tandrødder, knoglefikseringsskruer og hornhindereparationer på grund af deres kemiske korrosionsbestandighed, slidstyrke, gode højtemperaturstabilitet og termoelektriske egenskaber. Metoden til at kontrollere porestørrelsen under fremstillingen af porøs aluminiumoxidkeramik er at blande aluminiumoxidpartikler af forskellige partikelstørrelser, skumimprægnere og spraytørre partiklerne. Aluminiumplader kan også anodiseres for at producere retningsbestemte nanoskala mikroporøse kanallignende porer.